Materiais celulósicos que mudam de forma por resposta a gradientes de humidade

Abstract

Redes poliméricas reticuladas com unidades mesogênicas orientadas podem reagir a estímulos externos, tais como humidade, resultando a mudança da ordem orientacional em tensões mecânicas que fazem o material mudar de forma. Este tipo de resposta torna estas redes num produto bastante promissor para aplicação em novas tecnologias. Vários exemplos deste comportamento estão a ser estudados, contudo não existem ainda muitas aplicações viáveis. Um dos trabalhos realizados nesta área foi a resposta de filmes, produzidos a partir de redes celulósicas orientadas, à humidade. Na presença de vapor de água, os filmes anisotrópicos curvam em torno de um eixo paralelo à direcção de cisalhamento. A presença de humidade reduz localmente o parâmetro de ordem o que resulta no aumento da espessura dos bastonetes que formam as unidades mesogénicas fazendo variar a curvatura da amostra. Neste trabalho, foram produzidos filmes celulósicos, capazes de variar a forma quando sujeitos a um gradiente de humidade. Os filmes foram produzidos a partir de diferentes soluções líquidas cristalinas usando uma geometria Couette simples e de cone e prato. A variação da forma dos filmes foi ajustada em relação à direcção do cisalhamento. Os filmes foram cortados em diferentes formas, permitindo também a produção de estruturas 3D a partir de 2D sensíveis à humidade. Este trabalho prova que a direcção da curvatura dos filmes pode ser controlada dependendo do parâmetro ordem da amostra. O que abre novos horizontes para a produção de sensores accionados pela humidade.